埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进

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埋地天然气管道牺牲阳极外加电流阴极保护优缺点及材料所具备的条件

埋地天然气管道牺牲阳极外加电流阴极保护优缺点及材料所具备的条件

埋地天然气管道牺牲阳极外加电流阴极保


















河南汇龙合金材料有限公司
牺牲阳极阴极保护的原理是利用不同金属的电位差异,为受保护的金属提供电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,金属表面各点电位降低到同一负电位,使金属表面各点之间不再有电位差,不再有电子的流动,金属原子不再失去电子而变成离子溶入溶液。

最终达到减缓腐蚀的目的。

下面我们就来说一下牺牲阳极阴极保护的优点和缺点。

优点:
不需要外部电源;
不需要经常去维护;
小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰;
方便简单,易于安装;
大多数的情况下易于增加阳极;
有效提供均匀的电流分配;
费用较低,节约成本。

缺点:
具有较低的驱动电压/电流;
对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极;
在高电阻率的土壤环境下可能是无效的;
由于较低的电流效率(自腐蚀消耗),其每安培电流的费用高于外加电流阴极保护;
替换用废的阳极是比较困难的,而且费用也比较昂贵。

这样比较起来还是优点多一点
下面就再和大家说一下牺牲阳极材料所应具备的条件(>﹏<)
电位要足够负,但又不能太负,以免阴极区产生析氢反应;(我和大家扯几句题外话,说一下析氢反应。

它会造成涂层与管道脱离,即阴极剥离,不仅会使防腐层失效,而且电能大量消耗,还会导致金属材料产生氢脆断裂)
阳极的极化率要小,电位极电流输出要稳定;
阳极材料的电容量要大;
必须有较高的电流效率;
溶解均匀,容易脱落;
材料价格低廉,来源也要充分。

城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护测试方法研究

城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护测试方法研究

城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护方法河南汇龙合金材料有限公司1概述城镇燃气管道多为埋地敷设,由于土壤中含有水分、空气、酸、碱、水溶性矿物盐以及微生物,这些因素都会使金属管道发生腐蚀。

金属腐蚀直接和间接造成了巨大的经济损失,因此,必须采取有效的防腐措施,实践证明控制管道腐蚀的主要方法是采用防腐层和阴极保护。

对金属管道的阴极保护进行测试和评价,可以及时发现管道腐蚀和安全隐患,最大程度降低经济损失。

采用牺牲阳极和3PE防腐层联合保护的次高压燃气管道,通常采用通电电位测试法和断电电位测试法进行阴极保护测试。

2牺牲阳极阴极保护测试方法分析①通电电位测试法该方法适用于施加阴极保护电流后的管道电位测量,测得的电位除含有管道极化电位外,还包括回路中的所有电压降。

即通电电位包含阴极保护电位和土壤IR降,在管道存在杂散电流干扰的情况下,土壤IR降又包括了阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降。

采用通电电位测试法,管道杂散电流干扰强,管道的通电电位波动较大,测试数据不正常(出现了通电电位大于0的情况),无法判断管道的阴极保护效果是否满足标准要求。

因此通电电位测试法测试的数据不能准确有效地评估管道真实的阴极保护效果,已不能满足GB/T 21448毛008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中阴极保护判定准则的要求。

②极化探头断电电位测试法极化探头心的极化试片在充分极化后,断掉阴极保护电流,极化试片上的土壤IR降(阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降)瞬间等于零,在0.5 s内读取的数据为管道的断电电位。

这样不仅能消除阴极保护电流产生的IR降,还能消除杂散电流产生的IR降,能得到管道真实的阴极保护电位。

本方法适用于受杂散电流干扰或无法同步中断阴极保护电流的管道,尤其适用于牺牲阳极阴极保护的城镇燃气管道的测试。

测试数据真实地反映了测试桩附近管道的阴极保护效果,测得的管道断电电位符合一0.85~一1.2 V的要求,但是,测试桩以外的管道是否达到阴极保护标准要求,尤其是定向钻穿越管段的中间部位阴极保护效果是否满足标准要求,都需要进一步验证。

埋地燃气管道阴极保护牺牲阳极防腐系统的综合检测方法

埋地燃气管道阴极保护牺牲阳极防腐系统的综合检测方法

阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案埋地燃气管道防腐系统的综合检测方法埋地天然气管道埋入地下一段时间后,由于受土壤、降水、微生物、地表植被等各种环境因素的影响,都会出现或多或少的管线腐蚀,必须对这些腐蚀点进行定期的检查或修复,以保障供气管道的安全运行。

埋地管道的防腐系统一般采用外防腐绝缘涂层和阴极保护联合措施。

所以现行的管道腐蚀防护检测技术也都是以管道的外防腐涂层状态和阴极保护的保护效果为检测对象。

根据是否将管道挖出,检测又具体分为开挖检测和地面无损检测。

开挖后对管道直接检测是最直接的手段,但是该种方法又受到诸多实际情况的限制,所以除了少数情况下使用开挖检测之外,主要都是借助于各种仪器在地面进行无损检测。

防腐层状况检测分2个方面进行:一方面是测量管道防腐层绝缘电阻,方法有变频一选频法、管内电流法和电位差法3 类; 另一方面是进行管道防腐层缺陷地面检测,有皮尔逊法( P E A R S O N) 、多频管中电流法( PCM) 、直流电位梯度( D C V G ) 和密间隔电位测量( CWS ) 等方法。

阴极保护效果主是看保护电位是否能处于有效的保护范围内,是否出现欠保护与过保护的情况。

阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案在防腐层的检测方法中,电位差法和管内电流法都是通过两点电位的变化和流失的电流量来计算两点问防腐层的绝缘电阻率,都需要开挖出管道,并且要求有管道露铁点作为测量的接触点; 变频选频法、皮尔逊法、P C M法、C I P S / D C V G法都是通过在管道上加载交流或直流信号来完成检测,电位差法、管内电流法、变频选频法只是单一的计算绝缘层电阻率,皮尔逊法能检测管道的走向、埋深和防腐层破损点的位置,操作简单易学,检测速度快,但是操作经验对检测的精确性有很大影响。

P C M法能检测管道的走向、埋深、防腐层破损点的位置和防腐层绝缘电阻率,对操作人员要求较高,检测速度不如皮尔逊法快; C I P S / D C V G法能准确地测量真实的管地电位和防腐层破损点,并能判断破损处是否处于被腐蚀状态,该法只能用于有阴极保护系统的管道,检测速度也较慢。

牺牲阳极保护设计与施工的经验建议

牺牲阳极保护设计与施工的经验建议

随着城市建设事业的飞速发展,埋地管道的数量剧增。

这些管道多采用碳钢材质,为了延长管道的使用寿命,采取相应的防护措施尤为重要,其中涂层防腐和牺牲阳极保护联合防护取得了良好的效果。

本文结合一些建设案例,针对牺牲阳极保护设计和施工中的问题提出一些建议。

管道防腐通常采用涂层加牺牲阳极保护,常规阴极保护有两种方法:外加电流法和牺牲阳极法。

土壤电阻率约20Ω·m,保护电流密度为0.2mA/m2,自然电位为-0.4~-0.6V,管道保护电位(参比电极Cu/Cu-SO4)低于-0.95V。

经过技术经济比较,牺牲阳极保护采用牺牲阳极法较适宜,该法施工简单,安全可靠,对邻近金属管道电干扰少,不用专人管理,可延长管道寿命1倍以上。

②带状镁阳极的使用带状镁阳极由纯镁或镁锰合金冷轧压制而成,开路电位(参比电极Cu/CuSO4)为-1.7V,单位长度质量为0.37kg/m,宜在电阻率≥100Ω·m的环境中使用。

镁带在电阻率为50Ω·m的土壤中输出电流为10mA/m,在电阻率为150Ω·m的淡水中输出电流为3mA/m。

同等质量带状镁阳极比锭状镁阳极表面积大很多,如11kg 镁锭表面积为0.27m2,而11 kg镁带长度为30m,表面积为1.9m2,是前者的7倍。

阳极输出电流与表面积成正比,与电阻率成反比。

阳极质量决定阳极寿命。

设计上应考虑当地土壤电阻率,在穿越段或套管内管道上缠绕镁带要考虑它的使用寿命应该与管道寿命相当。

如果设计寿命为20年,而当地土壤电阻率较低,就不宜采用镁带,而应采用锭状镁阳极。

常规设计穿越段或套管内管道通常采用镁带缠绕安装方法。

绍兴天然气利用工程中采用的带状镁阳极断面尺寸为(19±0.5)mm×(9.5±0.5)mm,每根钢管缠绕2条带状镁阳极,缠绕方式为对称分布于管道两侧,每隔1~2m设一处捆绑带,其材料为尼龙带。

电缆与镁阳极采用灌锡焊。

埋地钢质管道牺牲阳极的阴极保护

埋地钢质管道牺牲阳极的阴极保护
部介质的强烈腐蚀而经常发生腐蚀泄漏事故, 这不
制腐蚀 , 实现保护, 这就是牺牲阳极 的阴极保护 . 钢质管道通过与埋设于 同一土壤中的牺牲 阳 极( 镁阳极) 保持 电连接而得到 阴极保护 , 钢管 一
金 属 导线 一镁 阳极 一回填料 一土壤 一钢管 构成 了

仅大大地缩短了管道的使用寿命 , 同时也严重地影 响了管道的安全运行 . 为了有效避免钢质管道的腐
蚀, 延长其使用寿命 , 最有效 的办法是将管道 内外 绝缘层防腐和阴极保护相结合 , 这也是国家规范要
个完整的电流 回路 . 在阳极发生的是金属离子
求的. 《 城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》
cJ 5 03 J9 —20 [ 中第 302 1 J .. 条规定 : 新建的高压 、 次
除硫酸盐还原菌的作 用.
() 2 保护电流密度 保护电流密度是 为达到最小保护电位所需施 加的阴极极化 电流密度 , 它也是 阴极保护设计 中
收稿 日期 :2 0 —0 一l 06 3 7 作者 简介 :裴 义(9 1 , , 17 一)男 河北 宁县人 , 阳市城市煤气设计研究 院工程师 . 沈
然气等长输管线上, 而城市地下管网则一般采用牺 牲阳极保护法 .
1 牺牲阳 极法的阴极保护
选择一种其 电极 电位 比被保护金属更负的活 泼金属( 合金) 把它与共 同置于电解质环境中的 , 被保护金属从外部实 现电连接 , 这种负 电位的活 泼金属在所构成的电化学 电池中作为阳极而优先
2 3 牺 牲 阳极及 测试桩 的布 置原 则 .
() 1 牺牲阳极宜采用单只或集中成组两种方
到几百 mA m , / 2这个值虽然 有 一些相应 的参考

燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理

燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理

燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理1. 引言:我们身边的“隐形保护”嘿,朋友们,今天咱们聊聊一个可能不太“引人注目”的话题——燃气管道的保护问题。

你知道吗,咱们每天都在享受天然气带来的便利,可是这些燃气管道可不是铁打的,时间一长,它们就容易生锈、腐蚀。

为了让这些管道在地下安安稳稳地呆着,不受腐蚀的困扰,科学家们想出了一个妙招,叫做“阴极保护”。

而其中,牺牲阳极可是个大英雄哦!是不是听着就觉得神秘又有趣?1.1 牺牲阳极的角色那么,牺牲阳极到底是什么鬼呢?想象一下,你的朋友被一群调皮捣蛋的小孩围住了,而你为了保护他,毅然决然地站出来,成为“替罪羊”。

牺牲阳极就是这么一个“牺牲”的角色。

它通常由一些像锌、镁这些金属制成,安静地“牺牲”自己,去吸引腐蚀,而不是让管道本身受损。

简而言之,牺牲阳极就像个勇敢的骑士,甘愿为保护公主(也就是我们的燃气管道)而献身,真是太感人了!1.2 腐蚀的“幕后黑手”在讲牺牲阳极之前,咱们得先了解腐蚀这位“幕后黑手”。

腐蚀就像个无形的敌人,趁着管道老迈之际,悄无声息地侵袭。

当水分、氧气和土壤中的离子聚集在一起时,哗啦啦,腐蚀就来了。

就像一场突如其来的暴风雨,把本来平静的生活搅得天翻地覆。

为了抵御这场“暴风雨”,我们需要一种有效的防护手段,而阴极保护就是应运而生的。

2. 阴极保护的工作原理2.1 阴极与阳极的较量阴极保护的原理其实很简单。

咱们的管道就像是一场“战争”,管道本身是阴极,而牺牲阳极则是阳极。

当两个金属放在电解液中时,阳极会失去电子,而阴极则会接受这些电子。

这样一来,牺牲阳极的金属就会“咔嚓咔嚓”地逐渐溶解,变得越来越小,而管道则安然无恙。

简而言之,阳极牺牲自己,让阴极获得“保护”,真是义无反顾,令人感动。

2.2 持续的“奉献精神”不过,朋友们,牺牲阳极的“奉献精神”可不是一劳永逸的。

随着时间的推移,牺牲阳极会逐渐被消耗掉。

就像人们常说的“好事多磨”,这种保护也需要定期检查和更换。

埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护设计

埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护设计

S e lGa pei t e sPi l ne
WA G Y —ig K N h—a g S N Q a , G O P n , L h , Z A G Y n N apn , A G Z i n , U u n A e g 。 g I i Z H N a
Abtat A crigt Tcncl pc ct n o o t lfE t n lC r s n o n e rud src : codn eh i ei a o rC nr xe a or i n U dr o n o aS f i f i oo r oo g G s i l eo t lnA e Cts n o n C J9 a p i e r o ie a dTw s( J 5—2 0 )a dD s n Seict no S c c l P e n fS e i af i 0 3 n ei p c ai ar i g f of f i a
维普资讯 hΒιβλιοθήκη tp://第2 8卷 第 1 期 20 0 8年 1月
煤 气 与 热 力
GAS& HE T A
V0 . .1 1 28 No
Jn 0 8 a .2 0
埋地 钢 质燃 气 管 道牺 牲 阳极 阴极保 护设计
王亚平 康 志刚 , 孙 , 权 高 鹏 李 志 张 , , , 艳
( . 汉材料保 护研 究所 ,湖 北 武 汉 4 0 3 1武 3 0 0;2 武 汉市燃 气热 力规 划设 计 院 ,湖北 .
武 汉 400 ;3 武汉 市天 然气有 限公 司 ,湖 北 武 汉 400 300 . 300;4 建设 部 沈 阳煤 气热力 .
研 究设 计 院 ,辽 宁 沈 阳 10 2 ) 10 6

埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进

埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进

埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【摘要】This paper introduced the urban buried gas pipeline corrosion theory and anode and cathode sacrificial protection used in the urban gas pipeline antisepsis. The improvements on the structure improvement of test pile, the adjustment of anode and the layout of test piles are mainly discussed in the paper. It's hoped that cathode protection can be better used in buried pipeline of the cities and towns. It's found that cathode protection has certain value in gas pipeline corrosion protection engineering.%分析我国城镇埋地燃气管道的腐蚀原理,介绍阴极保护在城镇燃气管道防腐中的应用,从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整三个方面阐述了对牺牲阳极阴极保护法的改进。

对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用。

【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(013)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】埋地燃气管道;牺牲阳极阴极保护法;腐蚀【作者】张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【作者单位】铁力市嘉华燃气有限公司,伊春152500;西南石油大学,成都610500;四川德阳天然气有限责任公司,德阳618100;漯河中裕燃气有限公司,漯河462000【正文语种】中文【中图分类】TE832土壤腐蚀绝大多数情况下都是由于埋在地下的金属管线与土壤这种十分特殊的电解质进行电化学过程引起的。

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第 1 3卷 第 5期
重庆 科技 学 院学报 ( 自然科 学版 )
21 年 1 01 0月
埋地燃气 管道 牺牲 阳极 阴极保 护法 的改进
张 继超 宋秭 昕 陈 扬 。 苗 文 高
( . 力市嘉 华燃 气有 限公 司,伊春 12 0 ; . 南石 油 大 学,成 都 6 0 0 ; 1 铁 5 5 0 2西 1 5 0 3四川德 阳天然 气有 限责任 公 司 , 阳 6 8 0 ; . . 德 1 10 4漯河 中裕 燃 气有 限公 司 .漯河 4 2 0 ) 6 0 0
2 牺 牲 阳极 阴 极 保 护 法 的 改进
依据 相 关 城 镇 燃 气 规 范 和 技 术 要 求 , 结 合
作者简介 : 张继 超 (9 2 )男 , 南 驻 马 店 人 , 理 工 程 师 , 18 一 , 河 助 研究 方 向 为城 市 燃 气 输 配 与 应 用 。

5 ・ 6
土 壤腐 蚀绝 大 多数情 况下 都是 由于埋在 地 下 的
金 属管 线 与土壤 这种 十分 特殊 的电解质 进行 电化 学
表面将 出现 阳极 区和 阴极 区 ,并 在 阳极 区发生 局 部 腐 蚀 被 保 护金 属 表面都 成 为 阴极 , 以达 到抑制 腐蚀 的 目的。 阴极 保 护 的 主要 原 理 是 把 整 个 金 属 表 面 转 化 成 阴 极 , 是将 足够 的外 加 电流通 向被 保护 的设 备 , 就 这样
行。 因为这 时缺乏 使 金属 成为 水化 离子 必要 的水 分 , 而 氧 的渗透 和流 动 比较容 易 , 阴极反 应容 易进 行 , 即 整 个腐 蚀过 程受 阳极 控制 ; 在潮 湿 的黏性 土壤 中 , 而 氧 的渗 透 和流动 速度 均较 小 , 但水 分充 足 , 以腐蚀 所 过 程 主要受 阴极 过程 控制 。 于城镇 埋 地燃 气管 道 , 对 经 过 透气 性 不 同 的土 壤 而形 成 氧 浓差 腐 蚀 电池 时 , 土 壤 的电 阻成 为主要 的腐 蚀控 制 因素 。
的腐 蚀 防护 有 一 定 的 借 鉴 作 用 。 关键词 : 埋地 燃 气管 道 ; 牲 阳 极 阴 极保 护法 ; 蚀 牺 腐
中 图分 类 号 : E 3 T 82 文 献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 6 3 1 8 ( 0 1 0 — 0 6 0 17 — 9 0 2 1 )5 0 5 — 3
化铝 胶体 在土 壤 中无法 疏散 . 阳极钝 化 而失 效 . 使 所
以在 城镇 埋地燃 气 管道 中不 采用 铝合 金作 为牺 牲 阳
极 的材料 。
1 城 镇 燃 气 埋 地 管 道 阴 极 保 护 概 述
埋 在 土壤 中 的金属 管道 由于各 种 原 因导致 管道
收 稿 日期 : 0 1 0 —1 2 1- 3 4
就不会 有 电流从 金 属表 面流 出 。
过 程引起 的 。土 壤是 引起 城镇 燃气 埋地 钢质 管 道外 ( 腐 蚀 的主要 原 因 [。 壤是 一个 由气 、 、 壁) 1土 ] 液 固组 成 的多相体 系 ,其 透气 性 和含水 性构 成 了埋地 金属 的 电化学腐 蚀 环境 , 大多数 属 于氧 去极 化腐蚀 , 且 只有 在 强酸性 土 壤 中 , 才会 发 生氢 去极化 腐蚀 。 电极 反 其
牺 牲 阳极 法将 被保 护金 属和 一种 可 以提供 保 护
阴极 反 应 : 质 中 的离子 吸收 电子 的还 原过 程 : 介
2 2—H t H +e :
( 强酸性介质 中)
0 + H + e + H2 f 性介 质 中) 24 4 — 2 0 酸 0+ HO 4- 4 H ( 、 22 2 + e +0 一 中 碱性 介 质 中) - 在 土壤 腐蚀 中 , 、 阴 阳极过 程受 土壤 结构 及 湿度 的影响较 大 。若 土壤 疏松 、 干燥 , 阳极 过程 不 易进 则
应 为[ : 2 i 阳极 反 应 , 金属 溶解并 放 出 电子 :
F — } + e Fe+ 2e
阴极保 护技 术 根据保 护 电流 的供 给方 式 。可分 为牺牲 阳极 阴极 保 护法 和外 加 电流 阴极保 护法 。采 用牺牲 阳极 法 的主 要优 点有 : 无需 外部 电源 、 外界 对 干扰少 、 装维 护费 用低 、 需征 地或 占用 其他 建筑 安 无 物 、 护 电流利 用率 高等 , 保 因此特 别适 合 于城市 范 围 内 的埋 地 钢管腐 蚀 。 因此 , 镇燃 气埋 地管 道 防腐 的 城 阴极保 护 宜采用 牺 牲 阳极 法 。 当条件许 可 时 . 可 采 也 用 外加 电流保 护法 。
电 流 的金 属 或 合 金 ( 即牺 牲 阳极 ) 连 , 被 保 护体 相 使 极 化 以降 低腐蚀 速 率 。强制 电流 保护 法将 被保 护金 属与外 加 电源 负极 相连 , 由外 部 电源提 供保 护 电流 , 以降低 腐 蚀速 率 。常用 的牺 牲 阳极材 料有 镁及 镁合 金 、 及锌 合 金和铝 合 金 。 锌 由于 阳极 的腐蚀 产 物氢 氧
张继超 , 宋神 昕 , 陈扬 , 文 高 : 地 燃 气管道 牺 牲 阳极 阴极 保 护法 改进 苗 埋
多 年 的 城 镇 燃气 埋 地 管 道 阴极 保 护 施 工 经 验 ,

要 : 析 我 国城 镇 埋 地 燃 气 管道 的腐 蚀 原 理 , 绍 阴 极 保 护 在 城 镇 燃 气 管 道 防 腐 中 的应 用 , 测 试 桩 结 构 的改 分 介 从
进 、 极 布局 原 则 的调 整 和测 试 桩 布 局 原 则 的调 整 三 个 方 面 阐述 了对 牺 牲 阳 极 阴 极 保 护 法 的改 进 。 埋 地 燃 气 管 道 阳 对
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